¿Qué especifica la clase de aislamiento del motor y por qué es importante?

Cómo se determinan las clases de aislamiento del motor

Las clases de aislamiento NEMA especifican la temperatura máxima permitida del aislamiento del bobinado del motor, en funcionamiento continuo, que proporcionará una vida útil de 20,000 horas.

La temperatura máxima permitida asume una temperatura ambiente de 40° C y agrega a eso un aumento de temperatura permitido más una cantidad adicional (a menudo conocida como margen térmico) para permitir puntos calientes dentro de los devanados.

Además de una temperatura ambiente máxima de 40° C, las clasificaciones de clase de aislamiento también asumen un factor de servicio de 1.0 y una altitud de 3300 pies sobre el nivel del mar (más allá de lo cual, el aire más delgado tiene una capacidad de enfriamiento reducida). Sin embargo, hay tablas de ajuste y cálculos disponibles para determinar la temperatura máxima de funcionamiento reducida para condiciones fuera de las especificadas por la clase de aislamiento. Por ejemplo, si la temperatura ambiente es superior a 40° C, el aumento de temperatura permitido debe reducirse en la cantidad en que la temperatura ambiente supere los 40° C.

Clases de aislamiento de motor NEMA

Las clases de aislamiento NEMA actualmente en uso son A, B, F y H, aunque los motores más nuevos rara vez se construyen con aislamiento de clase A, que tiene una temperatura máxima de bobinado de 105° C.

La temperatura máxima de bobinado aumenta en 25° C con cada paso en la clase de aislamiento, como se muestra a continuación.

Recientemente, los fabricantes de motores han comenzado a especificar tanto la clase de aislamiento como el aumento de temperatura permitido, con una calificación como “F/B”. La primera letra indica la clase de aislamiento, como se especificó anteriormente, y la segunda letra indica el aumento de temperatura permitido.

En este caso, la temperatura máxima de bobinado es de 155° C (por clase de aislamiento F) y el aumento de temperatura permitido es de 80° C (por clase de aislamiento B). Agregar 80 ° C a la temperatura ambiente de 40° C, más el margen de punto caliente de 10° C de la clase de aislamiento F, da una temperatura máxima de 130° C, en lugar de los 155° C de un motor de clase de aislamiento F típico. Esto significa que el motor “F / B” tiene un margen de seguridad adicional de 25° C, lo que puede proporcionar una vida útil de aislamiento significativamente mayor (y, por lo tanto, vida útil del motor).

Ajustes de la vida útil del aislamiento

La temperatura máxima especificada por la clase de aislamiento proporcionará una vida útil de aislamiento de 20,000 horas con el motor funcionando a plena carga. De acuerdo con la ecuación de Arrhenius, por cada 10° C que se supere la temperatura máxima, la vida útil del aislamiento se reducirá en un 50 por ciento. Por el contrario, por cada 10° C que el motor funcione por debajo de la temperatura máxima, la vida útil del aislamiento se duplicará.

Métodos de medición de la temperatura del devanado

El aumento de temperatura se calcula en función del cambio en la resistencia de los devanados, con una corrección para cualquier cambio en la temperatura ambiente entre el inicio y el final de la prueba.

Δt = aumento de temperatura (°C)

R2 = resistencia al bobinado en caliente (Ohmios)

R1 = resistencia al bobinado en frío (Ohmios)

t1 = temperatura ambiente al inicio del ensayo (°C)

t2 = temperatura ambiente al final del ensayo (°C)

Si la temperatura se mide mediante dispositivos integrados en el motor, el aumento de temperatura puede ser 10° C superior al especificado con el cálculo basado en la resistencia.

Clases de aislamiento NEMA vs IEC

Aunque las clases de aislamiento NEMA son ampliamente reconocidas en América del Norte, el estándar IEC 60034-1 se usa a menudo para motores fabricados o vendidos fuera de América del Norte. Las clasificaciones IEC se alinean con las clasificaciones NEMA para las clases A, B, F y H, pero agregan una calificación adicional de clase “E.”